8.2. Подавление помех, создаваемых универсальными коллекторными двигателями

Коллекторные двигатели в кухонных комбайнах, пылесосах, электроинструментах являются общеизвестными возбудителями синфазных и противофазных помех. Вызванные процессом коммутации на коллекторе изменения тока и соответствующие изменения потока индуктируют в обмотках возбуждения ЭДС самоиндукции или , которые могут быть смоделированы в эквивалентной схеме как ЭДС (рис. 8.4). Прежде всего последовательное включение обоих источников создает симметричную противофазную помеху U_CИM(w). Кроме того, источники возбуждают несимметричные токи через паразитные емкости обмоток, которые замыкаются через емкости линии СЛ. Значение несимметричных напряжений рассчитывается из уравнения для напряжений емкостного делителя [Л.]:

. (8.2)

Для << получают сравнительно малые несимметричные напряжения помех, для >> (сердечник и другие части массы заземлены) — очень большие. Заметим, что паразитные емкости не обязательно действуют на концах обмоток (см. рис. 8.4). В сложной модели паразитные емкости целесообразно учитывать на обоих концах обмоток.

Рис. 8.4 – Возникновение радиопомех у коллекторных двигателей

Из эквивалентной схемы на рис. 8.4 путем преобразования источников может быть получена каноническая эквивалентная схема (рис. 8.5). По методу контурных токов определим

Рис. 8.5 – Эквивалентная схема коллекторного двигателя:

а - с ЭДС для симметричного и обоих несимметричных напряжений помех; б— с ЭДС, помехозащитными конденсаторами и последовательно включенными катушками индуктивности

(8.3)

или

. (8.4)

Тем самым противофазная помеха получается как разность не­симметричных напряжений. Три источника напряже­ний помех замкнуты накоротко по высокой частоте помехоза­щитными конденсаторами, включенными между проводами Л, Н и ЗП (рис. 8.5,а). Действие конденсаторов может быть усиле­но дополнительными последовательно включенными катушками индуктивности (рис. 8.5,б).

В противоположность схеме на рис. 8.4 схема на рис. 8.5 показывает, что чисто симметричное включение только с одним конденсатором между обоими соединительными проводами не обеспечивает полную помехозащиту. Поэтому ис­пользуют два дополнительных конденсатора . Эти конденсато­ры включены между соединительными проводами и защитным проводом и тем самым шунтируют изоляцию. Они должны быть выполнены с учетом защиты от напряжения прикосновения.

Если > 10 то можно использовать один конденсатор (рис. 8.6). Конденсатор замыкает оба соединительных провода по высокой частоте накоротко, и неважно, какой из них через конденсатор соединяется с защитным проводом.

Рис. 8.6 – Схема подавления помех, вызываемых коллекторным двигате­лем, Х - и Y-конденсаторами

К сожалению, значения емкостей конденсаторов и из-за неизвестных паразитных емкостей и неизвестного внутреннего сопротивления источника противофазного напряжения сложно рассчитать. Обычно требуемые значения определяются экспери­ментально, что из-за больших затрат на измерения целесообраз­но проводить совместно со специалистами в области ЭМС или с производителем средств защиты от помех.